• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권6호
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• pp.1063-1077
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• 2016

Components manufactured from composite materials are frequently subjected to superimposed mechanical and thermal loadings during their operating service. Both types of loadings may cause fracture and failure of composite structures. When composite cross-ply laminates of type [$0_m/90_n]_s$ are subjected to uni-axial tensile loading, different types of damage are set-up and developed such as matrix cracking: transverse and longitudinal cracks, delamination between disoriented layers and broken fibers. The development of these modes of damage can be detrimental for the stiffness of the laminates. From the experimental point of view, transverse cracking is known as the first mode of damage. In this regard, the objective of the present paper is to investigate the effect of transverse cracking in cross-ply laminate under thermo-mechanical degradation. A Finite Element (FE) simulation of damage evolution in composite crossply laminates of type [$0_m/90_n]_s$ subjected to uni-axial tensile loading is carried out. The effect of transverse cracking on the cross-ply laminate strength under thermo-mechanical degradation is investigated numerically. The results obtained by prediction of the numerical model developed in this investigation demonstrate the influence of the transverse cracking on the bearing capacity and resistance to damage as well as its effects on the variation of the mechanical properties such as Young's modulus, Poisson's ratio and coefficient of thermal expansion. The results obtained are in good agreement with those predicted by the Shear-lag analytical model as well as with the obtained experimental results available in the literature.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권6호
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• pp.240-245
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• 2021

Ceramic coatings with high hardness and excellent chemical stability have been successfully applied to various machine elements, tools, and implants. However, in the case of monolayer coating on soft substrates, a high-stress concentration at the interface between the coating and the substrate causes delamination of the coating layer. Recently, to overcome this problem, multilayer coatings with a metal layer with a low modulus of elasticity added between the ceramic and the substrate have been widely applied. This study presents the third part of a recent study and focuses on the effect of the number of coating layers on the Brinell hardness of multilayered coating with TiN/Ti, following the two previous studies on a new Brinell hardness test method for a coated surface and on the influence of substrate and coating thickness. Indentation analyses are performed using finite element analysis software, von Mises stress and equivalent plastic strain distributions, load-displacement curves, and residual indentation shapes are presented. The number of TiN/Ti layers considerably affect the stress distributions and indentation shapes. Moreover, the greater the number of TiN/Ti layers, the higher is the Brinell hardness. The stress and plastic strain distributions confirm that the multilayer coatings improve the wear resistance. The results are expected to be used to design and evaluate various coating systems, and additional study is required.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권2호
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• pp.246-256
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• 2021

Mo,Cu-doped CeO₂ (CMCuO) nanopowders were synthesized by the nitrate-fuel combustion method aiming to improve the electrical and electrochemical properties of its Mo-doped CeO₂ (CMO) parent by the addition of copper. An electrical conductivity of ca. 1.22·10^-2 S cm^-1 was measured in air at 800℃ for CMCuO, which is nearly 10 times higher than that reported for CMO. This increase was associated with the inclusion of copper into the crystal lattice of ceria and the presence of Cu and Cu₂O as secondary phases in the CMCuO structure, which also could explain the increase in the charge transfer activities of the CMCuO based anode for the hydrogen and carbon monoxide electro-oxidation processes compared to the CMO based anode. A maximum power density of ca. 120 mW cm^-2 was measured using a CMCuO based anode in a solid oxide fuel cell (SOFC) with YSZ electrolyte and LSM-YSZ cathode operating at 800℃ with humidified syngas as fuel, which is comparable to the power output reported for other SOFCs with anodes containing copper. An increase in the area specific resistance of the SOFC was observed after ca. 10 hours of operation under cycling open circuit voltage and polarization conditions, which was attributed to the anode delamination caused by the reduction of the Cu₂O secondary phase contained in its microstructure. Therefore, the addition of a more electroactive phase for hydrogen oxidation is suggested to confer long-term stability to the CMCuO based anode.

• Composites Research
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• 제22권4호
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• pp.33-40
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• 2009

유리섬유/에폭시 복합재료로 피막한 판유리의 표변파괴거동에 대한 섬유방향효과를 미소강구 충격실험을 통해 연구했다. 본 연구에서는 단순소다유리판(soda-lime glass plates), 일방향 유리섬유/에폭시박막 (glass/epoxy lamina ply)을 1층 및 2층 접착, 직교형 유리섬유/에폭시 박막 (2층)을 접착한 4종류의 시편을 사용하였다. 유리판 배면에 스트레인게이지를 부착하여 충격중의 최대 응력과 흡수파괴에너지를 측정하였다. 피막없는 판유리의 경우 충격속도 증가에 따라 링균열, 콘균열, 레이디얼 균열이 충격표면부에서 발생하였다. 복합재료 박막으로 피막한 결과, 소다유리판의 균열은 현저히 감소하였으며 섬유층과 판유리사이의 박리 및 소성변형영역의 방향은 섬유방향으로 진행했다. 최대응력과 흡수파괴에너지를 이용하여 구한 충격 표면파괴지수는 표면저항의 효과적인 평가지수로서 사용될 수 있었다.

• 풍력에너지저널
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• 제14권3호
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• pp.83-90
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• 2023

The purpose of this study is to evaluate the inter-laminar fracture toughness characteristics of CFRP pultrusion spar cap materials reinforced with non-woven glass fabric. Test specimens were fabricated by the infusion technique. A non-woven glass fabric and artificial defects were embedded on the middle surface between two pultruded CFRP panels. Double cantilever beam (DCB) and End Notched Flexure (ENF) tests were performed according to ASTM standards. Fracture toughness and crack propagation characteristics were evaluated with load-displacement curves and delamination resistance curves (R-Curve). The fracture toughness results were calculated by compliance calibration (CC) method. The initiation and propagation values of Mode-I critical strain energy release rate value G_Ic were 1.357 kJ/m2 and 1.397 kJ/m2, respectively, and Mode-II critical strain energy release rate values G_IIc were 4.053 kJ/m2 for non-precracked test and 4.547 kJ/m2 for precracked test. It was found that the fracture toughness properties of the CFRP pultrusion spar-cap are influenced by the interface between the layers of CFRP and glass fiber non-woven.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권6호
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• pp.369-375
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• 2006

[ $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})_{0.99}Co_{x}Fe_{1-x}O_{3-{\delta}}$ ] [x=0.8, 0.2](BSCF) powders were synthesized by a Glycine-Nitrate Process (GNP) and the electrochemical performance of the BSCF cathode on a scandia stabilized zirconia, $[(Sc_{2}O_3)_{0.11}(ZrO_2)_{0.89}]-1Al_{2}O_3$ was investigated. In order to prevent unfavorable solid-state reactions between the cathode and zirconia electrolyte, a GDC ($Gd_{0.1}Ce_{0.9}O_{2-{delta}}$) buffer layer was applied on ScSZ. The BSCF (x = 0.8) cathode formed on GDC(Buffer)/ScSZ(Disk) showed poor electrochemical property, because the BSCF cathode layer peeled off after the heat-treatment. On the other hand, there were no delamination or peel off between the BSCF and GDC buffer layer, and the BSCF (x = 0.2) cathode exhibited fairly good electrochemical performances. It was considered that the observed phenomenon was associated with the thermal expansion mismatch between the cathode and buffer layer. The ohmic resistance of the double layer cathode was slightly lower than that of the single layer BSCF cathode due to the incorporation of platinum particle into the BSCF second layer.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.110-116
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• 2013

최근 건설 기술의 발달과 건설 환경 변화로 인하여 콘크리트 구조물이 대형화, 고층화되고 있으며 그에 따른 구조물 유지관리와 성능향상을 위한 보수 보강 및 주변환경과의 조화 등 외관을 중시하는 경향이 늘어가고 있다. 본 연구는 토목, 건축분야에서 사용되고 있는 콘크리트 구조물에 적용 가능한 친환경 내구성 도장에 관한 것으로, 기존 유 무기질계 도장재의 온도변화에 따른 신축성, 외벽과의 접착성, 균열과 박리로 인한 내구성 문제를 보완하고 외적 미관 향상에 목적이 있다. 그 방법으로 전처리 혼합물에 고농축 방수액과 접착증강재를 균일하게 혼합한 친환경 전처리 페인트를 조성하여 콘크리트 중성화방지, 내마모성, 은폐력, 접착력, 온도저항성, 내화학성등의 내구성 시험을 하였다. 그 결과, 친환경 전처리 페인트의 도장에 따른 은폐율은 시험기준인 0.96 이상으로 나타났으며, 내마모성시험에서도 일반 수성페인트값 75mg 보다 우수한 1mg의 값을 얻었으며, 인장강도는 방수시방서 기준보다 6.5배 크게 나타났다.

• 대한소아치과학회지
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• 제28권2호
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• pp.261-270
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• 2001

본 연구에서는 최근 치과임상에서 이용되고 있는 7종의 복합레진을 시험재료로 선택한 다음 법랑질과 복합레진 충전재가 대합하는 경우의 마모 양상을 조사하기 위해 광중합형 복합레진과 제2소구치 교두를 핀-디스크 구동 방식의 전동식 마모시험기에 고정한 다음 68.6N의 하중을 가한 상태에서 30,000회전시켜 $1.3{\times}10^3m$의 미끄럼 접촉을 가하였다. 마모도를 평가하기 위해 복합레진의 종류에 따른 제2소구치 교두의 수직고경 변화, 시편의 두께 감소와 체적 손실 및 마모시험 전후의 표면을 주사전자현미경으로 관찰하였고, 표면경도가 마모도에 미치는 영향을 평가하기 위해 누프 경도를 측정한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 누프 경도는 Spectrum 군에서 70.4로 가장 높고 Heliomolar 군에서 19.8로 가장 낮은 값을 보였으며, Tukey 다중범위검증법에 의해서 각 군 사이의 통계적 유의성을 검증한 결과, Spectrum 군, Z100 군 및 Clearfil AP-X 군을 제외한 나머지 모든 군들 사이에서 상호간에 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 2. 법랑질의 내마모성은 microfill 형인 Heliomolar 군과 대합하는 경우에 가장 높게 나타났으며, 구치부용에서는 구상의 zirconia silica 미세 입자를 복합화한 micro hybrid 형의 Palpique 군에서 가장 높게 나타났다. 3. 복합레진의 연마성 마모에 대한 저항성은 필러의 평균 입경이 작고 미세 필러를 고밀도로 분산시켜 복합화한 hybrid 형 복합레진에서 높게 나타나는 경향을 보였다. 4. 주사전자현미경 관찰 결과, 마모면에서는 필러의 돌출, 마멸과 탈락 및 기질레진의 미세 균열 진전과 표면층의 박리 등이 관찰되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.569-580
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• 2005

기존 강구조 모멘트연성골조시스템의 기둥-보 접합부는 노스리지 지진과 고베 지진시 충분한 내진성능을 발휘하지 못하고 접합부에서 취성파괴가 발생하였다. 본 논문은 기존 접합부의 형상을 변화하여 H형강보 웨브의 고장력볼트 전단접합과 H형 플랜지의 리브보강 유무를 변수로 한 실대형 실험을 실시하였다. 실험목적은 보웨브의 2면전단접합으로 고장력 볼트수 감소와 시공성 향상을 기대하며, 리브플레이트 보강을 통해 내진성능을 향상시키고자 한다. H형강 보웨브의 2면전단접합과 리브플레이트로 보강한 접합부 실험결과, 기존 접합부보다 초기강성, 에너지 소산능력 및 소성회전능력이 높게 나타났으며, 내력상승률 및 변형능력은 전단탭의 위치로 인해 인장측과 압축측이 다소 차이를 보이고 있으나 전체적으로 우수한 내진성능을 나타냈다. 그리고 모든 시험체가 층간변위비 4%, 총소성회능력 약 0.029rad이상 및 접합부 최대내력이 원단면보 전소성모멘트의 약 130% 이상을 상회하여 중급모멘트연성골조이상의 설계가 가능하리라 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권6호
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• pp.618-629
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• 2001

본 논문은 고압 커패시터의 고장분석과 신뢰성 예측 결과를 다루고 있다. 부품의 수명과 고장률을 예측하기 위해서 두 가지 방법으로 고장 모드와 고장 메커니즘을 연구하였다 에폭시 수지로 성형된 고압 커패시터가 절연내압 시험 하에서 저항이 제로로 되는 고장에 대하여, 근본원인 고장분석 체계를 효과적으로 수립함으로써 고장 메커니즘의 원인을 분석하였다. 특히 세라믹-에폭시 계면에서의 절연파괴 고장 현상이 강조되었으며, 본 연구에서 얻어진 결과의 타당성은 마그네트론에 장착된 고압 커패시터의 열사이클 시험 수행에 의한 가속시험 결과로부터 입증되었다. 시험 결과들은 결함이 있는 로트를 신속히 규명하고 $B_{10}$ 수명을 결정하는데 유용하게 사용할 수 있다. 또한, 유전체의 절연파괴에 대해서 부하-강도 간섭모델을 이용하여 고장률을 예측하였다.